(57)【要約】【課題】周辺環境における所定の水分状況を色相の変化で表示できるようにした水分インジケータ、特にその表示にメモリー性があり、しかも環境負荷が少ない水分インジケータと、この水分インジケータを内在する包装材料により構成されてなる包装体の提供を目的とする。【解決手段】水分インジケータは、例えば、基材の少なくとも片側に、ｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層と水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層が少なくとも積層されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも片側に、ｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層と水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータ。
【請求項２】
基材の少なくとも片側に、水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層とｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータ。
【請求項３】
基材の少なくとも片側に、ｐＨ指示薬と水溶性の塩の両方を含有する水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータ。
【請求項４】
前記水分インジケータ層の少なくとも片側に水分保持層が積層されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水分インジケータ。
【請求項５】
前記水分インジケータ層上にはシーラント層が積層されていることを特徴とする請求項４に記載の水分インジケータ。
【請求項６】
前記シーラント層が水分吸収能を有することを特徴とする請求項５に記載の水分インジケータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の水分インジケータを具備する包装材料により構成されていることを特徴とする包装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周辺環境における所定の水分状況を色相の変化で表示できるようにした水分インジケータ、特にその表示にメモリー性があり、しかも環境負荷が少ない水分インジケータと、この水分インジケータを内在する包装材料により構成されてなる包装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸水能力を有する塩化カルシウムやシリカゲル等の水分吸収物質を利用した吸湿剤は、家庭用吸湿剤・食品包装用吸湿剤として広範に利用されている。これらの内、水分吸収物質が水分吸収前後で液状化等の外観変化を伴わないものに関しては、目視によりその吸水限界や周辺環境の水分上昇を検知することは困難である。よって、このような水分吸収物質を利用した吸湿剤を使用する際には、吸水状況や周辺環境の水分状況等を検知するための水分インジケータが必要となる。
【０００３】
このような機能を有する水分インジケータとしては、シリカゲルに塩化コバルトを含浸させて乾燥させたものを主体として用いた、錠剤タイプやシートタイプのものが数多く出回っている。この種の水分インジケータは、青色を呈する無水塩化コバルト（ＩＩ）が、水分を吸収することで水と錯イオン（［Ｃｏ（Ｈ2Ｏ）6］2+）をつくり、桃色を呈する性質を水分の存在を示す機能として利用したものである（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、塩化コバルトを含浸させたシリカゲルを主体とする水分インジケータは、その吸水限界に近づいた時点で一時的に顕色性を示すが、シリカゲルの潮解液に残存する吸水性により、シリカゲルが脱水されて再び元の色に戻ってしまうという問題点がある。また、塩化コバルトを含むこの水分インジケータは重金属のコバルトを含むために環境に優しいものとはいえず、またその発がん性も危惧されている。
【０００４】
一方、他のタイプの水分インジケータとしては、潮解性物質を含浸させ、乾燥させてシート状基材に担持させた吸水性シートに、色素もしくはｐＨ指示薬からなる層を積層させたものや、色素を担持させたシート状基材に吸水性の不透明シートを積層させたものも提案されている。これらは、潮解性物質や吸水性物質が水蒸気を吸着することによって生じた潮解液等が、シート状基材中の色素を溶出させたり、ｐＨ指示薬と反応して所定の色相を呈することによる変色を利用したものであるが、構成部材数が複数のため、各構成部材を別々に作製の上一体化させる必要があり、経済的でなかった。
【０００５】
また、叙述の水分インジケータは錠剤やシート状であるため、誤飲・誤使用や包装体内への投入忘れ、さらには廃棄物を増加させる等の問題点がある。また、包装体内に投入されたものが輸送等の際に収納商品の陰に隠れて明確に判別できない場合もある。
【特許文献１】特開平７−１７４７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような水分インジケータにおける問題点を解決すべくなされたものであり、周辺環境における所定の水分状況を色相の変化で表示できるようにした水分インジケータ、特にその表示にメモリー性があり、しかも重金属を含まないために環境負荷の少ない水分インジケータと、この水分インジケータを内在する包装材料により構成されてなる包装体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決すべくなされ、請求項１に記載の発明は、基材の少なくとも片側に、ｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層と水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、基材の少なくとも片側に、水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層とｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータである。
【０００９】
さらにまた、請求項３に記載の発明は、基材の少なくとも片側に、ｐＨ指示薬と水溶性の塩の両方を含有する水分インジケータ層が少なくとも積層されていることを特徴とする水分インジケータである。
【００１０】
さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の水分インジケータにおいて、前記水分インジケータ層の少なくとも片側に水分保持層が積層されていることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の水分インジケータにおいて、前記水分インジケータ層上にはシーラント層が積層されていることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の水分インジケータにおいて、前記シーラント層が水分吸収能を有することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の水分インジケータを具備する包装材料により構成されていることを特徴とする包装体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水分インジケータ並びにこのインジケータを内在する包装体は、周辺環境における所定の水分状況を色相の変化で的確に表示できると共に、その表示にメモリー性があり、しかも重金属を含まないために環境負荷が少ない。また、ｐＨ指示薬含有層、水溶性塩含有層を印刷により積層させることによって、所望の場所に所定の水分状況を色相の変化で表示する部分を設定できる。従って、誤飲・誤使用や包装体内への投入忘れ、さらには廃棄物を増加させる等の問題がなくなる。また、包装体内に投入されたものが輸送等の際に収納商品の陰に隠れて明確に判別できないようなことも起きない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施の形態について具体的に説明する。
【００１６】
図１〜図３のそれぞれには、本発明に係る水分インジケータの概略の断面構成が示してある。図１に示す水分インジケータは、基材１０の片側に、ｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層２０と水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層５０とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層７０が積層されてなるものである。また、図２に示す水分インジケータは、基材１１の片側に、水溶性の塩を含有する水溶性塩含有層５１とｐＨ指示薬を含有するｐＨ指示薬含有層２１とが順次積層されてなる２層構成の水分インジケータ層７１が積層されてなるものである。さらに、図３に示す水分インジケータは、基材１２の片側に、ｐＨ指示薬と水溶性の塩の両方を含有する水分インジケータ層７２が積層されてなるものである。一方、図４は、図２に示す本発明の水分インジケータの平面状態を示す説明図である。
【００１７】
これらの水分インジケータは、その周辺環境における所定の水分の存在状況を色相の変化で表示できるようになっている。すなわち、水分インジケータの周辺に所定の水分が存在すると、その水分が水溶性塩含有層５０、５１や水分インジケータ層７２に吸着され、それらの各層に存在する水溶性の塩を溶解する。すると、その溶解液がｐＨ指示薬含有層２０、２１や水分インジケータ層７２中のｐＨ指示薬と反応して所定の色相を呈するようになっていて、この色相の変化で周辺における水分の存在を確認できるようになっているのである。
【００１８】
上述した水分インジケータ層７０、７１、７２を積層する基材１０、１１、１２としては、水分インジケータ層７０、７１、７２と反応せず、しかも、これらの層内に存在するｐＨ指示薬の呈色を阻害しないものが用いられる。このような基材としては、合成樹脂フィルム、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セロハン、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等からなる樹脂製フィルムや、これらのフィルム上にシリカやアルミナ等からなる蒸着薄膜を積層してなる透明蒸着フィルム等の中から、目的、使用形態等に合わせて適宜のものを用いることができる。
【００１９】
このような部材からなる基材上に積層されている水分インジケータ層の一部を構成するｐＨ指示薬層２０、２１や水分インジケータ層７２中に含有させるｐＨ指示薬としては、ブロモクレゾールグリーン、メチルレッド、クロロフェノールレッド、ブロモクレゾールパープル、ブロモチモールブルー、ニュートラルレッド、フェノールレッド、クレゾールレッド、α―ナフトールフタレイン、クルクミン、メタクレゾールパープル、エチルビス（２、４ジニトロフェニル）アセテート、チモールブルー、パラキシレノールブルー、フェノールフタレイン、アルカリブルー、アリザリンエロー、フェノールパープル、フェノールブルー、ブロモフェノールブルー等を挙げることができる。
【００２０】
ｐＨ指示薬層２０、２１や水分インジケータ層７２は、例えば、これらのｐＨ指示薬と、これを分散させる媒体となるバインダー樹脂や溶剤等のビヒクルおよび各種助剤等からなる印刷インキやコーティング剤により形成される。
【００２１】
バインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。また、各成分を均一かつ安定的に分散または溶解させるための溶剤としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル類、アルコール類、および水等が具体的に挙げられる。水またはアルコールを用いる場合には、前記ＰＨ指示薬としては、それらのうちの少なくとも一方に分散または溶解する性質を有するものを使用することが好ましい。
【００２２】
一方、後述する水溶性塩含有層５０、５１や水分インジケータ層７２中の水溶性の塩のｐＨとの兼ね合いやｐＨ指示薬の水への溶解性を高める目的から、印刷インキやコーティング剤の中にはｐＨ調整剤をさらに添加することができる。ｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ性水酸化物、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ性炭酸水素塩、炭酸ナトリウム等のアルカリ性炭酸塩が好適に用いられる。また、グリセリン等の多価アルコール類を保湿剤として添加しておいてもよい。
【００２３】
他方、水溶性塩含有層５０、５１や水分インジケーター層７２中に含有される水溶性の塩としては、それが水に溶解した場合、その水溶液がｐＨ指示薬と反応して所定の色相を呈するようにする必要があることから、水に溶解した時にその水溶液が酸性もしくはアルカリ性になるものが挙げられる。具体的には、（ＣＨ３ＣＯＯ）2Ｃａ、Ｎａ2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3等の塩基性塩、もしくはＮＨ4Ｃｌ、（ＮＨ4）2ＳＯ4、ＡｌＣｌ3、ＡｌＫ（Ｓ
Ｏ4）2、ＭｇＳＯ4、ＮａＨＳＯ4等の酸性塩である。
【００２４】
水溶性塩含有層５０、５１は、これらの水溶性の塩と、これを分散させる媒体となるバインダー樹脂や溶剤等のビヒクルおよび各種助剤等からなる印刷インキやコーティング剤を用い、スクリーン印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法等の印刷や、ロールコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング等のコーティングにより形成すればよい。
【００２５】
水分インジケータ層はその層が厚く、一定であることが望まれることから、印刷方法により形成することが好ましい。また、その構成は、２層構成（図１、図２参照）であっても、単層構成（図３参照）であってもよい。２層構成の場合には、それを構成するｐＨ指示薬含有層と水溶性塩含有層の積層順は特に限定されるものではない。また、水溶性塩含有層とｐＨ指示薬含有層のうちの少なくとも一方に任意の染料や顔料を含有させ、ｐＨ指示薬そのものの色調の変化で判定するのでなく、他の色相の色材との混色による色調変化で水分の存在を判定するようにしてもよい。それにより視認性を向上させることもできる。また、同様の目的で、基材自体を着色させておいてもよい。
【００２６】
また、水分インジケータ層の水分に対する反応性を高めるために、ｐＨ指示薬含有層もしくは水溶性塩含有層のいずれか一方に少なくとも隣り合うように水分保持層を積層させてもよい。水分保持層は、水分を保持するための水酸基等の親水基を持つ樹脂で構成される薄膜層が好ましい。具体的には、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルケタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等により形成される樹脂薄膜層である。
【００２７】
また、ｐＨ指示薬含有層や水溶性塩含有層を保護し、さらには外観不良、剥離、及び破断等を防止する目的で、アンカーコート層やオーバーコート層を設けておいてもよい。アンカーコート層の構成材料としては、非水溶性で、基材とその上に形成されるｐＨ指示薬含有層や水溶性塩含有層との密着性が良好な材料を、またオーバーコート層の構成材料としては、酸素透過性で、ｐＨ指示薬含有層や水溶性塩含有層との密着性、或いはｐＨ指示薬含有層や水溶性塩含有層上に設けた接着剤層や樹脂層等との密着性を確保できる材料が選択され得る。アンカーコート層、及び／またはオーバーコート層は必要に応じて２層以上で設けてもよい。
【００２８】
以上、本発明の水分インジケータの概略を図面を参照に説明したが、図５には本発明に係る包装体の概略の断面構成とその一部に具備する水分インジケータの部分が拡大して示してある。ここに示す包装体は、基材１３の片側にｐＨ指示薬含有層２３と水溶性塩含有層５３の２層構成になる水分インジケータ層７３が積層されていて、さらにこの水分インジケータ層７３を覆うようにシーラント層３３が積層されてなる包装材料により構成されたものである。
【００２９】
この包装体１００はその内部に一定量の水分が存在すると、その水分が水溶性塩含有層５３の水溶性の塩を溶解し、その溶解液がｐＨ指示薬含有層２３のｐＨ指示薬と反応し、ｐＨ指示薬含有層２３が所定の色相を呈するようになり、包装体１００内の水分の存在を変色をもって表示できるようになっている。
【００３０】
水分インジケータを包装材料に具備させるには、水分インジケータ層を印刷方式で設けたり、前述したような水分インジケータを包装材料を構成する基材の一部に貼り付ける方法等が採られる。また、シーラント層の構成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の酸素透過性や水蒸気透過性のあるものが適宜用いられる。さらに、シーラント層に水分吸収能があるようにしてもよい。水分吸収能を有すれば、包装体内に別途吸湿剤を充填する必要も無くなる。このような目的のためには、シーラント層内にシリカゲル、塩化
カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、第二燐酸ナトリウム、塩化アンモニウム、スクロース、炭酸カリウム、焼明礬、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、第一硝酸アンモニウム、臭化カリウム、生石灰、ゼオライト、硫酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ケイ素、活性炭、粘土鉱物等の吸湿剤を添加しておけばよい。これらの吸湿剤は単独で添加してもよいが、２種類以上を組み合せて添加してもよい。吸湿剤のシーラント層への添加量としては、シーラント層の構成材料として用いられる熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜４００重量部程度、より好ましくは５〜５０重量部の割合であればよい。これにより、成形性を阻害することなく十分な調湿性を有する層を形成することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【実施例１】
【００３２】
まず、下記組成のｐＨ指示薬含有インキと水溶性塩含有インキ、並びにアンカーコート剤を調整した。
【００３３】
「ｐＨ指示薬含有インキの組成」
メタクレゾールパープル    １重量部
水酸化ナトリウム          ４重量部
バインダ樹脂              ５重量部
グリセリン                ５重量部
「水溶性塩含有インキの組成」
白顔料                  １０重量部
硫酸マグネシウム        ２０重量部
ウレタン樹脂            １０重量部
「アンカーコート剤の組成」
白顔料                  １０重量部
ウレタン樹脂            １５重量部
次に、厚さが１２μｍのポリエステルフィルム（基材）の片側に、アンカーコート層（厚さ０．５μｍ）と、ｐＨ指示薬含有層（厚さ１μｍ）と、水溶性塩含有層（厚さ１μｍ）とをグラビア印刷法により順次形成・積層させると共に、これらの層を覆うようにして低密度ポリエチレンフィルム（シーラント層、厚さ６０μｍ）を積層させた。一方、ポリエステルフィルム（基材）の反対側には、１２μｍ厚のポリエステルフィルム上に金属酸化物の蒸着薄膜層を設けてなる蒸着フィルムを２液硬化型ウレタン系接着剤からなる接着層を介して積層させ、実施例１に係る水分インジケータを得た（図６参照）。
【実施例２】
【００３４】
アンカーコート層を設けなかった以外は実施例１と同様にして、実施例２に係る水分インジケータを得た（図７参照）。
【実施例３】
【００３５】
まず、下記組成の水分インジケータインキを調整した。
【００３６】
「水分インジケータインキの組成」
パラキシレノールブルー    １重量部
水酸化リチウム            ４重量部
塩化アルミニウム          ８重量部
バインダー樹脂            ５重量部
グリセリン                ５重量部
次に、厚さが１２μｍのポリエステルフィルム（基材）の片側に、上記した組成のアン
カーコート剤からなるアンカーコート層（厚さ０．５μｍ）と、上記組成の水分インジケータインキからなる水分インジケータ層（厚さ１μｍ）とをグラビア印刷法により順次形成・積層させると共に、これらの層を覆うようにして低密度ポリエチレンフィルム（シーラント層、厚さ６０μｍ）を積層させた。一方、前記基材の反対側には、金属酸化物の蒸着薄膜層を設けてなる蒸着フィルムを２液硬化型ウレタン系接着剤からなる接着層を介して積層させ、実施例３に係る水分インジケータを得た（図８参照）。
【実施例４】
【００３７】
アンカーコート層とｐＨ指示薬含有層との間にブチラール樹脂からなる厚さが０．５μの水分保持層をグラビア印刷法で設けた以外は実施例１と同様にして、実施例４に係る水分インジケータを得た（図９参照）。
【実施例５】
【００３８】
ポリエステルフィルム（基材）の片側に設けたアンカーコート層とｐＨ指示薬含有層と水溶性塩含有層とを覆うように、カリウム明礬を添加した厚さ６０μｍの低密度ポリエチレンフィルム（調湿乾燥剤添加シーラント層、低密度ポリエチレン／カリウム明礬＝１００／７）をさらに積層させた以外は実施例１と同様にして、実施例５に係る水分インジケータを得た（図１０参照）。
【実施例６】
【００３９】
シリカゲルを塩化コバルトで着色した「青シリカゲル」が通気性のある小袋に充填されたものを、比較のための実施例６に係る水分インジケータとした。
〔実験１〕
上記各水分インジケータを、２５℃８０％ＲＨの雰囲気下に６日放置後、開封してから２０℃３５％ＲＨの室内に放置して変色の様子を確認した。その確認結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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実施例１〜５の水分インジケータは、それが置かれた雰囲気が一度高湿度になった後に低湿度になっても、黄色（吸湿色）は維持されていた。それに対し、実施例６の水分インジケータは、それが置かれた雰囲気が高湿度になった場合には変色したが、次に低湿度になった場合には、色調が元の色に戻る傾向にあった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図２】本発明の他の水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図３】本発明のさらに他の水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図４】図２に示す本発明の水分インジケータの平面状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る包装体の概略の断面構成とその一部に具備する水分インジケータの部分を拡大して示した説明図である。
【図６】実施例１に係る水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図７】実施例２に係る水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図８】実施例３に係る水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図９】実施例４に係る水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【図１０】実施例５に係る水分インジケータの概略の断面構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１１、１２、１３、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５・・・基材
１５・・・調湿乾燥剤添加シーラント層
２０、２１、２３、２０１、２０２、２０４、２０５・・・ｐＨ指示薬含有層
３３、３０１、３０２、３０３、３０４、・・・シーラント層
４０１、４０３、４０４、４０５・・・アンカーコート層
５０、５１、５３、５０１、５０２、５０４、５０５・・・水溶性塩含有層
６１、６２、６３、６４、６５、６０１、６０２、６０３、６０４、６０５・・・接着層７０、７１、７２、７３、７０１、７０２、７０３、７０４、７０５・・・水分インジケータ層
８１、８２、８３、８４、８５・・・蒸着フィルム
１００・・・包装体
８０３・・・オーバーコート層
９０４・・・水分保持層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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